(57)【要約】【課題】  耐食性及び親水性の両方の性質を備えるとともに、耐久性が改善されたプレート素材を提供することにある。【解決手段】  このプレート素材１は、プレート状の基材３と、耐食性被膜５と、親水性被膜７とを備えている。耐食性被膜５は、基材３の表面に、耐食性塗料から形成され、疎水性有機化合物からなる。親水性被膜７は、耐食性被膜５の表面に、親水性塗料から形成される。【選択図】      図１
2005088547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート状の基材（３）と、
前記基材（３）の表面に、耐食性塗料から形成され、かつ疎水性有機化合物からなる耐食性被膜（５）と、
前記耐食性被膜（５）の表面に、親水性塗料から形成される親水性被膜（７）と、
を備えたプレート素材（１）。
【請求項２】
前記親水性塗料は、揮発性有機溶媒を含む、請求項１に記載のプレート素材（１）。
【請求項３】
前記耐食性被膜（５）は、クロム酸処理が施されていない前記基材（３）の表面に形成されている、請求項１または２に記載のプレート素材（１）。
【請求項４】
前記耐食性被膜（５）は、脱脂処理が施されていない前記基材（３）の表面に形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のプレート素材（１）。
【請求項５】
前記基材（３）は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金製である、請求項１から４のいずれかに記載のプレート素材（１）。
【請求項６】
熱交換器の放熱フィン（１１）として用いられる、請求項１から５のいずれかに記載のプレート素材（１）。
【請求項７】
プレート状の基材（３）の表面に耐食性塗料を塗布して、疎水性有機化合物からなる耐食性被膜（５）を形成する第１工程と、
前記耐食性被膜（５）の表面に、親水性塗料を塗布して親水性被膜（７）を形成する第２工程と、
を備えたプレート素材（１）の製造方法。
【請求項８】
前記第２工程では、揮発性有機溶媒を含む前記親水性塗料を塗布する、請求項７に記載のプレート素材（１）の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程では、クロム酸処理が施されていない前記基材（３）に対し前記耐食性塗料を塗布する、請求項７または８に記載のプレート素材（１）の製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程では、脱脂処理が施されていない前記基材（３）に対し前記耐食性塗料を塗布する、請求項７から９のいずれかに記載のプレート素材（１）の製造方法。
【請求項１１】
前記基材（３）は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金製である、請求項７から１０のいずれかに記載のプレート素材（１）の製造方法。
【請求項１２】
前記プレート素材（１）は、熱交換器の放熱フィン（１１）として用いられる、請求項７から１１のいずれかに記載のプレート素材（１）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート素材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置の室外機及び室内機等の装置は、一般に、外気との間で熱交換するための熱交換器を備えている。熱交換器は、通常、複数の放熱フィンと、複数の伝熱管と、プロペラファン等の送風手段とを備えている。複数の放熱フィンは、板厚方向に所定間隔ごとに配置されたプレート状部材である。複数の伝熱管は、複数の放熱フィンを板厚方向に貫通して装着される。送風手段は、複数の放熱フィン及び伝熱管に空気流を送るためのものである。
【０００３】
この熱交換器では、送風手段により、隣接する放熱フィン間の隙間に空気流が送られることで熱交換され、伝熱管の内側を流通する冷媒が蒸発または凝縮される。
放熱フィンは、一般に、純アルミニウムまたはアルミニウム合金製のプレート状の基材と、この基材の表面に形成される被膜とからなるプレート素材を、金型を用いて所定のフィン形状に加工することで得られる。
【０００４】
従来のプレート素材として、基材にクロム酸処理を施すことで基材表面にクロメート被膜が形成されたものが既に知られている。このプレート素材では、クロメート被膜によって耐食性が向上される。しかしながら、クロメート被膜は、親水性が十分でないために、そのまま上記放熱フィンとして用いたのでは、水の塗れ性が悪く、表面に付着した水滴等によって送風抵抗が大きくなる等の問題が生じる。
【０００５】
そこで、耐食性及び親水性の両方を十分に確保すべく、クロメート被膜または水溶性樹脂からなる耐食性被膜の表面に、親水性被膜をさらに形成する技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、耐食性及び親水性の両方を十分に備えたプレート素材が得られる。特に、水溶性樹脂からなる耐食性被膜を用いた場合は、クロム酸処理のために必要な処理層が不要となり、生産コスト、対環境の点でさらにメリットがある。
【特許文献１】特開昭６２−１０５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、耐食性被膜の基材に対する密着性を確保すべく、親水基を含む水溶性樹脂を用いていることから、耐食性被膜は、水の付着等により流失したり、耐食性被膜を透過した水分によって基材の腐食が起きたりして、結果としてプレート素材の耐久性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、耐食性及び親水性の両方の性質を備えるとともに、耐久性が改善されたプレート素材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係るプレート素材は、プレート状の基材と、耐食性被膜と、親水性被膜とを備えている。耐食性被膜は、基材の表面に、耐食性塗料から形成され、かつ疎水性有機化合物からなる。親水性被膜は、耐食性被膜の表面に、親水性塗料から形成される。
【０００９】
このプレート素材では、耐食性被膜は、疎水性有機化合物からなり親水基を有していないため、水溶性樹脂からなる耐食性被膜に比べ、水の付着等によって流失するのを抑えることができ、また、水分が透過して基材の腐食が発生するのを抑えることができる。
【００１０】
請求項２に係るプレート素材は、請求項１のプレート素材において、親水性塗料は、揮発性有機溶媒を含む。
疎水性有機化合物からなる耐食性被膜の表面に親水性被膜を形成するのは、通常困難であるが、本発明者らの研究によって、かかる耐食性被膜であっても、親水性塗料に有機溶媒を加えたものを用いることで、表面に親水性被膜を形成することができることが見出された。このプレート素材では、簡単な方法によって、性質の異なる２つの被膜を重ねて形成することができる。
【００１１】
請求項３に係るプレート素材は、請求項１または２のプレート素材において、耐食性被膜は、クロム酸処理が施されていない基材の表面に形成されている。
このプレート素材では、耐食性被膜は、疎水性有機化合物からなり、水溶性樹脂からなる被膜に比べ耐久性に優れるため、クロメート被膜を省略したことによる耐久性の低下を抑えられる。また、このプレート素材では、クロム酸処理が不要であるため、生産コストを低減でき、さらには有害な処理廃液を生じることがない。
【００１２】
請求項４に係るプレート素材は、請求項１から３のいずれかのプレート素材において、耐食性被膜は、脱脂処理が施されていない基材の表面に形成されている。
このプレート素材では、製造時において、脱脂処理が省略されることで、基材に対する前処理工程が削減されている。
【００１３】
請求項５に係るプレート素材は、請求項１から４のいずれかのプレート素材において、基材は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。
純アルミニウムまたはアルミニウム合金製のプレート状基材は、通常、プレート状に加工される際に圧延油を用いて圧延されることで表面に油成分が残存しており、また、脱脂処理を施したとしても表面に僅かに油が残存している。しかしながら、このプレート素材では、耐食性被膜が疎水性有機化合物からなることから、水溶性樹脂からなる被膜に比べ油成分との親和性がよく、油成分が残存する基材に対しても良好に被膜が形成されている。
【００１４】
請求項６に係るプレート素材は、請求項１から５のいずれかのプレート素材において、熱交換器の放熱フィンとして用いられる。
このプレート素材は、２つの被膜によって耐食性及び親水性の両方の性質を備えるとともに耐久性に優れることから、かかる用途での使用に適している。
【００１５】
請求項７に係るプレート素材の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備えている。第１工程では、プレート状の基材の表面に耐食性塗料を塗布して、疎水性有機化合物からなる耐食性被膜を形成する。第２工程では、耐食性被膜の表面に、親水性塗料を塗布して親水性被膜を形成する。
【００１６】
この方法によれば、疎水性有機化合物からなる耐食性被膜が形成されるため、水の付着等によって流失するのを抑え、また、水分が透過して基材に腐食が発生するを抑えることができる。
【００１７】
請求項８に係るプレート素材の製造方法は、請求項７の方法において、第２工程では、揮発性有機溶媒を含む親水性塗料を塗布する。
この方法によれば、親水性塗料に含まれる有機溶媒によって、疎水性の耐食性被膜の表面に親水性被膜を容易に形成することができる。ここでは、性質の異なる２つの被膜を、簡単な方法によって重ねて形成することができる。
【００１８】
請求項９に係るプレート素材の製造方法は、請求項７または８の方法において、第１工程では、クロム酸処理が施されていない基材に対し耐食性塗料を塗布する。
この方法によれば、疎水性有機化合物からなる耐食性被膜が形成されるため、クロメート被膜が省略されても、基材の表面に良好に被膜を形成することができ、また、クロメート被膜を省略したことによる耐久性の低下も抑えられる。さらに、この方法によれば、クロム酸処理を必要としないことから、生産コストを低減できるとともに、有害な処理廃液を発生することがない。
【００１９】
請求項１０に係るプレート素材の製造方法は、請求項７から９のいずれかの方法において、第１工程では、脱脂処理が施されていない基材に対し耐食性塗料を塗布する。
この方法によれば、脱脂処理を省略することで、基材に対する前処理工程を削減できる。
【００２０】
請求項１１に係るプレート素材の製造方法は、請求項７から１０のいずれかの方法において、基材は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。
この方法によれば、疎水性有機化合物からなる被膜が得られることから、水溶性樹脂からなる被膜に比べ油成分との親和性がよく、油成分が残存する基材に対しても良好に被膜を形成することができる。
【００２１】
請求項１２に係るプレート素材の製造方法は、請求項７から１１のいずれかの方法において、プレート素材は、熱交換器の放熱フィンとして用いられる。
この方法によれば、耐食性及び親水性の両方の性質を備えるとともに耐久性に優れていることから、かかる用途での使用に適したプレート素材が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係るプレート素材によれば、耐食性被膜は、疎水性有機化合物からなり親水基を有していないため、水溶性樹脂からなる耐食性被膜に比べ、水の付着等によって流失するのを抑えることができ、また、水分が透過して基材の腐食が発生するのを抑えることができる。
【００２３】
請求項２に係るプレート素材によれば、簡単な方法によって、性質の異なる２つの被膜を重ねて形成することができる。
請求項３に係るプレート素材によれば、クロメート被膜を省略したことによる耐久性の低下を抑えることができる。また、クロム酸処理が不要であるため、生産コストを低減でき、さらには有害な処理廃液を生じることがない。
【００２４】
請求項４に係るプレート素材によれば、耐食性被膜は、疎水性有機化合物からなり、水溶性樹脂からなる被膜に比べ耐久性に優れるため、クロメート被膜を省略したことによる耐久性の低下を抑えられる。また、このプレート素材によれば、クロム酸処理が不要であるため、生産コストを低減でき、さらには有害な処理廃液を生じることがない。
【００２５】
請求項５のプレート素材によれば、製造時において、脱脂処理が省略されることで、基材に対する前処理工程が削減されている。
請求項６に係るプレート素材によれば、２つの被膜によって耐食性及び親水性の両方の性質を備えるとともに耐久性に優れることから、かかる用途での使用に適している。
【００２６】
請求項７に係るプレート素材の製造方法によれば、疎水性有機化合物からなる耐食性被膜が形成されるため、水の付着等によって流失するのを抑え、また、水分が透過して基材に腐食が発生するを抑えることができる。
【００２７】
請求項８に係るプレート素材の製造方法によれば、性質の異なる２つの被膜を、簡単な方法によって重ねて形成することができる。
請求項９に係るプレート素材の製造方法によれば、疎水性有機化合物からなる耐食性被膜が形成されるため、クロメート被膜が省略されても、基材の表面に良好に被膜を形成することができ、また、クロメート被膜を省略したことによる耐久性の低下も抑えられる。さらに、この方法によれば、クロム酸処理を必要としないことから、生産コストを低減できるとともに、有害な処理廃液を発生することがない。
【００２８】
請求項１０に係るプレート素材の製造方法によれば、製造時において、脱脂処理を省略することで、基材に対する前処理工程を削減できる。
請求項１１に係るプレート素材の製造方法によれば、疎水性有機化合物からなる被膜が得られることから、水溶性樹脂からなる被膜に比べ油成分との親和性がよく、油成分が残存する基材に対しても良好に被膜を形成することができる。
【００２９】
請求項１２に係るプレート素材の製造方法によれば、耐食性及び親水性の両方の性質を備えるとともに耐久性に優れていることから、かかる用途での使用に適したプレート素材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［プレート素材］
図１に、本発明の一実施形態が採用されたプレート素材１を示す。
なお、ここでは、熱交換器の放熱フィンとして用いるのに好ましいプレート素材１について説明するが、本発明のプレート素材１は、熱交換器の放熱フィン以外にも用いることができ、以下に説明する構成に特に限定されない。
【００３１】
このプレート素材１は、基材３と、耐食性被膜５と、親水性被膜７とを備えている。
基材３は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金を材質とするプレート状部材である。アルミニウム合金としては、具体的には、Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等が用いられる。基材３の厚みは、８０μｍ以上であるのが好ましく、９０μｍ以上であるのがより好ましく、また、１５０μｍ以下であるのが好ましく、１２０μｍ以下であるのがより好ましく、１１５μｍであるのが特に好ましい。
【００３２】
耐食性被膜５は、基材３の表面に、耐食性塗料から形成されるとともに、疎水性有機化合物からなる。耐食性被膜５は、後述するように、耐食性被膜形成工程において、基材３に対し耐食性塗料が塗布され、乾燥されることによって形成される。
【００３３】
疎水性有機化合物からなる被膜とは、被膜が親水基を有しないこと、具体的には、被膜を赤外線分光分析器を用いて分析した場合に、赤外線スペクトルにおいて、水酸基、カルボキシル基等の親水基に由来するピークが実質的に検出されないことを意味する。
【００３４】
耐食性塗料は、具体的には、塗膜形成成分、添加剤、溶剤及び顔料の各成分から構成されている。塗膜形成成分としては、具体的には、従来の耐食性被膜として用いられていたエポキシ系樹脂等よりも耐食性に優れる点で、アクリル・メラミン系樹脂、ウレタン・フェノール系樹脂、フッ化ジルコニウム・アクリル系樹脂等の二成分系の樹脂が好ましく用いられる。添加剤としては、可塑剤、硬化剤、顔料分散剤、乳化剤等が挙げられる。
【００３５】
耐食性被膜５は、膜厚が、０．５μｍ以上であるのが好ましく、１μｍ以上であるのがより好ましく、また、３．０μｍ以下であるのが好ましく、１．５μｍ以下であるのがより好ましく、１．０μｍであるのが特に好ましい。
【００３６】
親水性被膜７は、耐食性被膜５の表面に形成される被膜であって、親水性塗料から形成される。親水性被膜７は、後述するように、親水性被膜形成工程において、耐食性被膜５の表面に耐食性塗料が塗布され、乾燥されることによって形成される。親水性塗料は、塗膜形成成分、添加剤、溶剤、顔料及び有機溶媒の各成分から構成されている。塗膜形成成分としては、具体的には、ポリエチレングリコール系樹脂、ポリビニルアルコール・アクリル系樹脂、セルロース・アクリル系樹脂等が好ましく用いられる。
【００３７】
有機溶媒としては、揮発性のものであれば特に限定されないが、アンモニア、アルコール系溶媒等が好ましく用いられる。また、有機溶媒が親水性塗料に対し占める割合は、引火点及び法的観点から親水性塗料１００重量％に対し、有機溶媒５重量％以上、２０重量％以下であるのが好ましい。
【００３８】
なお、図１においては、耐食性被膜５と親水性被膜７との界面は、便宜上、境界を明瞭に示してあるが、実際には、親水性塗料の有機溶媒は、耐食性被膜の表面に対し化学的に作用して（例えば、表面に凹凸を形成して）、２つの被膜が密着するとともに、被膜形成時において耐食性被膜５の構成成分の一部が親水性被膜７内に分散していると考えられる。
【００３９】
親水性被膜７は、膜厚は、０．１μｍ以上であるのが好ましく、０．３μｍ以上であるのがより好ましく、また、１．０μｍ以下であるのが好ましく、０．５μｍ以下であるのがより好ましく、０．３μｍであるのが特に好ましい。
【００４０】
以上のように構成されるプレート素材１は、本発明らの研究によれば、初期状態においては接触角が小さい（具体的には、３０°未満）ことが明らかにされている。なお、初期状態とは、親水性被膜７が形成された時点から最初に使用が開始される時を含む時点までの間の状態をいう。
【００４１】
［プレート素材の製造方法］
次に、上記プレート素材１の製造方法について説明する。
この方法は、基材準備工程と、耐食性被膜形成工程と、親水性被膜形成工程とを備えている。
【００４２】
基材準備工程では、上記基材３を準備する。ここで準備される基材３としては、例えば、圧延油を用いて圧延され、表面に圧延油が残存するものが挙げられるが、この工程では、基材３の表面を脱脂処理してもよく、脱脂処理しなくてもよい。
【００４３】
耐食性被膜形成工程では、基材３の表面に、クロム酸処理を施すことなく上記耐食性塗料を塗布し、乾燥させることで、耐食性被膜５を形成する。耐食性塗料を塗布する方法としては、ロールコータ等を用いたローラ塗りが好ましいが、スプレー塗装、ディッピング、流し塗り等の他の塗布方法であってもよい。また、耐食性塗料を乾燥させる方法としては、ローラ塗りによって塗布を行った場合は、例えば、塗布のためのローラの下流側に配置された乾燥炉の内側を搬送させる方法が挙げられるが、この方法に限定されない。なお、乾燥は、具体的には、１８０℃以上、３００℃以下の温度範囲の雰囲気下で１０分以下行うのが好ましい。かかる乾燥作業により、耐食性塗料を構成する乳化剤等に含まれる親水基は、他の官能基等に変化する等して消失する。
【００４４】
親水性被膜形成工程では、耐食性被膜５の表面に、上記親水性塗料を塗布し、乾燥させることで、親水性被膜７を形成する。親水性塗料を塗布及び乾燥する方法はそれぞれ、耐食性被膜形成工程で説明したのと同様にして行うことができるが、異なる方法が採用されてもよい。なお、ここでの乾燥は、具体的には、１５０℃以上、２５０℃以下の温度範囲の雰囲気下で１０分以下行うのが好ましい。
【００４５】
このような製造方法によれば、耐食性被膜５及び親水性被膜７が形成されるため、耐食性及び親水性の両方の性質が得られる。そして、耐食性被膜５は、疎水性有機化合物からなるため、水溶性樹脂からなる耐食性被膜に比べ、水の付着等による流失が殆どなく、また、水分が透過して基材３との間で腐食を発生、進行させることもない。したがって、この方法によれば、耐久性に優れたプレート素材１が得られる。
【００４６】
また、ここでは、親水性塗料は、有機溶媒を含んでいることから、耐食性被膜５の表面に塗布されると、耐食性被膜５の表面に対し作用し、これにより、得られたプレート素材１では、耐食性被膜５と親水性被膜７とがその界面において密着性が増すようになる。したがって、この方法によれば、簡単な方法によって、コロナ放電処理等の特別な表面処理を施さずとも、親水性被膜７を耐食性被膜５の表面に良好に形成することができる。
【００４７】
さらに、この方法によれば、基材３に対するクロム酸処理が不要であるため、クロム酸処理のための処理層を用意せずに済み生産コストを低減できるとともに、重金属を含む処理廃液が生じないために対環境の面でも優れている。
【００４８】
また、このような方法により得られたプレート素材１は、クロメート被膜を介さずに基材３の表面に直接耐食性被膜５が形成されているが、この耐食性被膜５は、疎水性有機化合物からなり、耐食性に優れているため、クロメート被膜を有しないことによる耐食性の低下を抑えられる。
【００４９】
さらに、このプレート素材１は、高い耐食性及び表面の親水性を有していることから、図２及び図３に示すような、熱交換器の放熱フィン１１、特に、室外機に用いられる熱交換機の放熱フィン１１として用いるのに適している。なお、放熱フィン１１は、上記プレート素材１を所定の金型によって打ち抜き加工等を行うことにより得られる。
【００５０】
［他の実施形態］
（ａ）親水性塗料に有機溶剤を添加するのに代えて、耐食性被膜の表面に対し、コロナ放電等のプラズマ処理、紫外線照射処理等によって表面処理を行ってから、有機溶媒を含まない（含んでもよい）親水性塗料を塗布してもよい。
【００５１】
（ｂ）基材は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金製である必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明を利用すれば、耐食性被膜は、疎水性有機化合物からなり親水基を有していないため、水溶性樹脂からなる耐食性被膜に比べ、水の付着等によって流失するのを抑えることができ、また、水分が透過して基材の腐食が発生するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態によるプレート素材を模式的に示す縦断面図。
【図２】前記プレート素材からなる熱交換器用放熱フィンを示す平面図。
【図３】上記放熱フィンを示す縦断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１  プレート素材
３  基材
５  耐食性被膜
７  親水性被膜
１１  放熱フィン
【図１】
2005088547.tif 000003
【図２】
2005088547.tif 000004
【図３】
2005088547.tif 000005